國(guó)內(nèi)外玉米聯(lián)合收獲機(jī)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

葉彤 常建國(guó) 林君堂 劉興博

摘 要：玉米收獲機(jī)械化是玉米全程機(jī)械化的重要環(huán)節(jié)，也是最薄弱的環(huán)節(jié)。在當(dāng)下農(nóng)村勞動(dòng)力緊缺，農(nóng)村城鎮(zhèn)化不斷加速，玉米聯(lián)合收獲機(jī)迎來(lái)發(fā)展的高速期。主要闡述了國(guó)內(nèi)外玉米聯(lián)合收獲機(jī)發(fā)展的現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題和對(duì)未來(lái)趨勢(shì)的判斷。

關(guān)鍵詞：玉米聯(lián)合收獲機(jī)；現(xiàn)狀；趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：S233.73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A doi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.06.010

0 引言

玉米的機(jī)械化收獲在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中很重要，但筆者在農(nóng)業(yè)機(jī)械化質(zhì)量網(wǎng)上剛剛查到的數(shù)據(jù)顯示全國(guó)玉米機(jī)收率剛剛達(dá)到63%，玉米收獲機(jī)械化是其全程機(jī)械化過(guò)程中最薄弱的環(huán)節(jié)。玉米在收獲過(guò)程中受外界因素影響較大，玉米的收獲不但要搶農(nóng)時(shí)保證為下一季作物留下整地和播種的時(shí)間，還受大風(fēng)、雨雪等惡劣天氣的影響。因此玉米聯(lián)合收獲機(jī)的可靠性要強(qiáng)，要能保證在收獲過(guò)程中順利完成作業(yè)。此外，隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，大量的青壯年勞動(dòng)力向城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移，且農(nóng)村的剩余勞動(dòng)力大都趨于老齡化，能從事體力勞動(dòng)的勞動(dòng)力有限，對(duì)大型玉米聯(lián)合收獲機(jī)需求日益迫切[1]。

1 國(guó)內(nèi)玉米聯(lián)合收獲機(jī)的現(xiàn)狀

1.1 國(guó)內(nèi)玉米聯(lián)合收獲機(jī)的分類

我國(guó)玉米聯(lián)合收獲機(jī)主要有牽引式玉米聯(lián)合收獲機(jī)、背負(fù)式玉米聯(lián)合收獲機(jī)、自走式玉米聯(lián)合收獲機(jī)三種[2]。

（1） 牽引式玉米聯(lián)合收獲機(jī)可以與拖拉機(jī)配套使用，一次作業(yè)可以完成摘穗、剝皮等功能，代表機(jī)型是豐收-2型牽引式玉米聯(lián)合收獲機(jī)，但該種機(jī)型機(jī)具較長(zhǎng)，轉(zhuǎn)彎對(duì)行困難，且需要人工開(kāi)道，因此作業(yè)效率較低，并沒(méi)有大面積推廣。

（2） 背負(fù)式玉米聯(lián)合收獲機(jī)可安裝固定在拖拉機(jī)上，收獲時(shí)固定安裝在拖拉機(jī)上進(jìn)行收獲作業(yè)，其他時(shí)段可以拆下，拖拉機(jī)另行他用，利用率高。并且可以完成摘穗、剝皮、果穗收集，及秸稈粉碎等功能，整機(jī)靈活，作業(yè)效率高。但是，由于與拖拉機(jī)安裝使用、操作難度較高，不同拖拉機(jī)安裝方式復(fù)雜多變，不適合批量銷售。頻繁拆裝，整機(jī)的整體性易受損，部件易變形，甚至影響到正常的使用，因此導(dǎo)致故障率高。

（3） 自走式玉米聯(lián)合收獲機(jī)由于采用整機(jī)總體設(shè)計(jì)，各部件經(jīng)過(guò)優(yōu)化產(chǎn)品性能更好，成為市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品，自走式玉米聯(lián)合收獲機(jī)一次進(jìn)地可完成摘穗、剝皮、果穗收集、秸稈粉碎等多項(xiàng)功能。同時(shí)配備4～6行玉米收獲臺(tái)，作業(yè)速度可達(dá)到6 km/h，作業(yè)效率非常高。

近年來(lái)自走式玉米籽粒聯(lián)合收獲機(jī)發(fā)展迅猛，幾乎所有的玉米生產(chǎn)廠家都推出了自己的玉米籽粒聯(lián)合收獲機(jī)，自走式玉米籽粒聯(lián)合收獲機(jī)可直接完成從摘穗到玉米籽粒收集的全部收獲過(guò)程，極大地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)效率。

1.2 特種玉米聯(lián)合收獲機(jī)

特種玉米聯(lián)合收獲機(jī)主要包括青貯玉米聯(lián)合收獲機(jī)、鮮食玉米聯(lián)合收獲機(jī)和小區(qū)玉米聯(lián)合收獲機(jī)。我國(guó)的特種玉米聯(lián)合收獲機(jī)除了青貯玉米聯(lián)合收獲機(jī)外大都處于剛剛起步階段。

（1）青貯玉米聯(lián)合收獲機(jī)主要收獲青貯玉米，可完成青貯玉米的收割、粉碎和飼料收集任務(wù)，主要機(jī)型包括牽引式、背負(fù)式和自走式青貯玉米聯(lián)合收獲機(jī)。

（2）鮮食玉米聯(lián)合收獲機(jī)主要收獲的是甜玉米和糯玉米的果穗，機(jī)型主要分為牽引式和自走式兩種。收獲過(guò)程中摘穗部件采用防磕碰設(shè)計(jì)，輸送、收集部件多采用橡膠等較軟的材質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)鮮玉米的低損收獲。

（3）小區(qū)玉米聯(lián)合收獲機(jī)主要收獲玉米種子，與傳統(tǒng)的籽粒玉米聯(lián)合收獲機(jī)相比，破損率和破損度的要求更高，其傳動(dòng)和工作部件的參數(shù)與傳統(tǒng)玉米籽粒聯(lián)合收獲機(jī)完全不同，關(guān)鍵部件的材質(zhì)和工作原理也不相同，我國(guó)的小區(qū)玉米聯(lián)合收獲機(jī)還處于研發(fā)階段，還需要企業(yè)和科研院所去不斷的探索和創(chuàng)新[5]。

2 我國(guó)玉米聯(lián)合收獲機(jī)的發(fā)展水平和存在問(wèn)題

隨著工業(yè)化的不斷推進(jìn)，我國(guó)玉米聯(lián)合收獲機(jī)在技術(shù)水平上也在不斷升級(jí)，靜壓驅(qū)動(dòng)橋技術(shù)逐漸應(yīng)用到玉米聯(lián)合收獲機(jī)上，駕駛員的操控更便捷，同時(shí)，國(guó)Ⅲ發(fā)動(dòng)機(jī)的推出，發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)控制，玉米聯(lián)合收獲機(jī)的整機(jī)操控可實(shí)現(xiàn)高度集成和電動(dòng)控制，中小型自走式玉米聯(lián)合收獲機(jī)產(chǎn)品在功能上已經(jīng)不弱于國(guó)外產(chǎn)品。

雖然我國(guó)的農(nóng)機(jī)發(fā)展水平在不斷的提高，但是與國(guó)外的農(nóng)機(jī)企業(yè)相比差距還是很大，以玉米聯(lián)合收獲機(jī)為例，整體技術(shù)水平發(fā)展緩慢，產(chǎn)品粗糙、科技含量低、可靠性差等問(wèn)題突出。通過(guò)各大整機(jī)廠家產(chǎn)品的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，整機(jī)的傳動(dòng)、工作部件及底盤極其相似，甚至可以通用，產(chǎn)品升級(jí)換代慢；動(dòng)力系統(tǒng)中的動(dòng)力換擋變速箱仍然無(wú)法攻克，導(dǎo)致高端的進(jìn)口玉米聯(lián)合收獲機(jī)價(jià)格昂貴。我國(guó)的玉米聯(lián)合收獲機(jī)出廠之前一般都不做可靠性試驗(yàn)，導(dǎo)致其工作的可靠性差。同時(shí)我國(guó)南北區(qū)域玉米種植農(nóng)藝差距較大，行距不統(tǒng)一，導(dǎo)致我國(guó)的玉米聯(lián)合收獲機(jī)產(chǎn)品適應(yīng)性差[3]。

3 國(guó)外玉米聯(lián)合收獲機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)外玉米聯(lián)合收獲機(jī)起步較早，發(fā)展已經(jīng)比較成熟，其中美國(guó)、德國(guó)、烏克蘭和俄羅斯等國(guó)玉米聯(lián)合收獲機(jī)發(fā)展水平較高，如美國(guó)的John Deere公司、Case公司、德國(guó)的Mengle公司、道依茨公司、烏克蘭的赫爾松公司、俄羅斯的Rostselmash公司等。國(guó)外玉米收獲機(jī)發(fā)展特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)[4]：

（1） 國(guó)外玉米聯(lián)合收獲機(jī)在保證作業(yè)性能的情況下，整機(jī)都采用大型、高效、大功率、寬割幅、高速設(shè)計(jì)，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力達(dá)到330馬力以上，可配備12行或者以上的玉米收獲臺(tái)，作業(yè)速度可達(dá)到6 km/h以上，勞動(dòng)生產(chǎn)率得到極大的提高。同時(shí)主機(jī)通過(guò)換裝割臺(tái)和調(diào)整作業(yè)參數(shù)可以收獲其他作物，真正實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。

（2）特種玉米聯(lián)合收獲機(jī)專機(jī)專用，鮮食玉米、種子玉米和青貯玉米都有專門的玉米聯(lián)合收獲機(jī)。針對(duì)玉米的品種不同和用途不同，量身設(shè)計(jì)出專門的玉米聯(lián)合收獲機(jī)，可高效收獲優(yōu)質(zhì)的特種玉米。

（3）對(duì)收獲中保證低破損率、高清潔度的主要工作部件進(jìn)行高度優(yōu)化 ，可達(dá)到針對(duì)不同的種植品種、不同的種植密度、作物不同的含水率適時(shí)調(diào)整工作參數(shù)達(dá)到最優(yōu)的收獲效果。國(guó)外玉米聯(lián)合收獲機(jī)的脫粒分離裝置多采用單滾筒或雙滾筒縱置的軸流式脫粒分離結(jié)構(gòu)，大大提高了脫粒率。

（4） 新材料和先進(jìn)制造技術(shù)的廣泛應(yīng)用使產(chǎn)品性能更好，可靠性更高。玉米聯(lián)合收獲機(jī)機(jī)架采用高強(qiáng)度鋼；變速箱、皮帶輪等鑄造零件使用鋁合金材質(zhì)，可大大減輕整機(jī)重量，提高傳動(dòng)平穩(wěn)性；紋桿進(jìn)行表面硬化處理，使其更加耐磨；玉米聯(lián)合收獲機(jī)在易堵塞的攪籠、升運(yùn)器等物料輸送部件上設(shè)置各種快速分離的安全離合器；傳動(dòng)膠帶采用新的結(jié)構(gòu)和材料；摘穗裝置和傳動(dòng)部件都要進(jìn)行磨合試驗(yàn)和升溫運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)；重要工作部件裝機(jī)前要進(jìn)行磨合試驗(yàn)或試運(yùn)轉(zhuǎn)，嚴(yán)格的產(chǎn)品質(zhì)量控制體系，使玉米聯(lián)合收獲機(jī)的可靠性得到極大的提高。

（5）玉米聯(lián)合收獲機(jī)在機(jī)電一體化和自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展下，駕駛員對(duì)其的操控更加的方便、舒適、安全和精細(xì)。為改善駕駛員工作條件， 國(guó)外玉米聯(lián)合收獲機(jī)普遍裝有現(xiàn)代化的密閉駕駛室以隔熱、隔音； 核心工作部件的轉(zhuǎn)速、收獲機(jī)割茬高度、谷物損失量、糧箱填充量、排草堵塞等配有信息顯示； 自控裝置包括自動(dòng)對(duì)行、割茬高度自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)控制車速、自動(dòng)停車、故障顯示和自動(dòng)報(bào)警功能。[3]

4 我國(guó)玉米聯(lián)合收獲機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

雖然國(guó)外的玉米聯(lián)合收獲機(jī)功能性、可靠性已經(jīng)非常先進(jìn)了，但隨著科學(xué)技術(shù)關(guān)鍵領(lǐng)域持續(xù)突破，玉米聯(lián)合收獲機(jī)的發(fā)展空間依然很廣闊，同時(shí)我國(guó)的玉米聯(lián)合收獲機(jī)制造企業(yè)正好利用科技的發(fā)展帶動(dòng)作用，抓住機(jī)遇快速追上國(guó)際農(nóng)機(jī)公司的步伐，為我國(guó)的農(nóng)機(jī)事業(yè)增色添彩。

（1）向高效率、高適應(yīng)性方面發(fā)展。隨著我國(guó)新的土地政策的推出，土地將被合理的集中起來(lái)，同時(shí)對(duì)大型高效的玉米聯(lián)合收獲機(jī)將變得需求越來(lái)越急切，由于種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，種植模式由單一種植向多種作物混合或者輪作轉(zhuǎn)變。這就需要玉米聯(lián)合收獲機(jī)可以兼收其他作物，通過(guò)換裝其他收獲臺(tái)，并調(diào)整脫粒滾筒轉(zhuǎn)速和輥筒與凹板的間隙來(lái)收獲多種作物，實(shí)現(xiàn)玉米聯(lián)合收獲機(jī)的高適應(yīng)性。

（2）向?qū)I(yè)化方向發(fā)展。德國(guó) 、法國(guó)、丹麥等歐洲國(guó)家，有專門生產(chǎn)小區(qū)育種玉米收獲機(jī)、糯玉米收獲機(jī)、種子玉米收獲機(jī)的公司。例如，用于田間育種的小區(qū)收獲是育種試驗(yàn)獲得正確試驗(yàn)結(jié)果的重要環(huán)節(jié)， 小區(qū)收獲與大田收獲不同，單個(gè)小區(qū)面積 ，而且整個(gè)試驗(yàn)地內(nèi)又包含很多的試驗(yàn)小區(qū)和試驗(yàn)品種，所以既要提高作業(yè)效率，又要防止品種收獲帶來(lái)的混雜。由德國(guó)和丹麥生產(chǎn)的小區(qū)收獲機(jī)械，在隔離帶僅需1 min即可自動(dòng)清理干凈殘留種子，同時(shí)完成自動(dòng)清選、自動(dòng)計(jì)量、自動(dòng)取樣、自動(dòng)裝袋及標(biāo)號(hào)等工作， 一臺(tái)收獲機(jī)械每天可以收獲380個(gè)小區(qū)， 是人工田間收獲、脫粒作業(yè)的近23倍[5]。

（3）更加人性化和智能化，應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)的駕駛室，提高了作業(yè)的舒適度，在各個(gè)傳動(dòng)和工作部件安裝傳感元件，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各部件的工作狀況，應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)對(duì)收獲臺(tái)的角度、摘穗板間隙、根茬的高度、輥筒轉(zhuǎn)速、脫粒間隙、清選風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、清選篩角度等進(jìn)行實(shí)時(shí)控制確保最佳的收獲效果。

（4）向無(wú)人駕駛方向發(fā)展。 隨著通訊技術(shù)的不斷進(jìn)步以及“互聯(lián)網(wǎng)+”概念的提出，玉米聯(lián)合收獲機(jī)變成了移動(dòng)通訊終端，用戶購(gòu)買產(chǎn)品的同時(shí)，也購(gòu)買了企業(yè)提供的后續(xù)優(yōu)質(zhì)服務(wù)，可在家里通過(guò)通訊設(shè)備遠(yuǎn)程控制玉米聯(lián)合收獲機(jī)進(jìn)行作業(yè)，駕駛員不必親臨現(xiàn)場(chǎng)，工作強(qiáng)度大大降低；工作部件的傳感器監(jiān)控工作狀況，到達(dá)保養(yǎng)要求或者出現(xiàn)故障時(shí)可自動(dòng)與維修部門聯(lián)系發(fā)送保養(yǎng)或維修請(qǐng)求，附近的維修人員則可主動(dòng)向用戶提供服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

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